Verfahren zur Verbesserung der magnetischen Eigenschaften von Bändern
aus Eisen und Nickel sowie gegebenenfalls Kobalt bestehenden Legierungen Zur Erzielung
eines gleichmäßigen Anstiegs der Magnetisierung über einen großen Feldstärkenbereich
Bowie einer fast völligen Sättigung bei niedrigen Feldstärken ist vorgeschlagen
worden, in magnetischen Werkstoffen eine geordnete Fasertextur hervorzurufen, wie
sie durch bestimmte an sich bekannte Walz- und Glühverfahren erzielt werden kann.
So kann man z. B. magnetische Eisen-Nickel-Legierungen vor der Schlußglühung mit
mehr als 9o°/0, vorzugsweise mehr als 95()/, Dickenverminderung kalt walzen und
dann bei Temperaturen oberhalb der Rekristallisationsgrenze glühen. Durch diese
Behandlung wird dabei eine geordnete Lage der Kristallite im Blech nach der Glühung
erzielt, die sich außerordentlich günstig auf die magnetischen Eigenschaften auswirkt.Process for improving the magnetic properties of tapes
Alloys consisting of iron and nickel and possibly cobalt to achieve
a uniform increase in magnetization over a wide range of field strengths
Bowie near total saturation at low field strengths is suggested
have been used to create an ordered fiber texture in magnetic materials, such as
it can be achieved by certain known rolling and annealing processes.
So you can z. B. magnetic iron-nickel alloys before the final annealing with
more than 90 ° / 0, preferably more than 95 () /, reduction in thickness, cold rolling and
then anneal at temperatures above the recrystallization limit. Through this
Treatment is an orderly layer of the crystallites in the sheet after annealing
achieved, which has an extremely beneficial effect on the magnetic properties.
Gegenstand der Erfindung ist eine Weiterbildung dieser Verfahren.
Sie besteht darin, daß die Legierungen während der Abkühlung nach der Schlußglühung
dem Einfluß eines Magnetfeldes ausgesetzt werden, und zwar je nachdem, ob die Magnetisierungskurven
in Abhängigkeit von der Feldstärke einen steileren oder einen flacheren Verlauf
haben sollen, dem Einfluß eines Längsmagnetfeldes oder dem Einfluß eines Quermagnetfeldes.
Unter längs und quer ist dabei die Walzrichtung bzw. die Richtung quer dazu verstanden.
Der Einfluß eines solchen Magnetfeldes, das während der Abkühlung angewendet wird,
ist nun zwar an sich bekannt. Es hat sich aber überraschenderweise ergeben, daß
sich durch gleichzeitige Verwendung der Verfahren zur Erzielung einer geordneten
Faserstruktur und der Magnetfeldabkühlung die Wirkung auf die gewünschten magnetischen
Eigenschaften erheblich verstärkt und diese sich bis zu einer bisher nicht erreichten
Vollkommenheit steigern lassen.The subject of the invention is a further development of this method.
It consists in that the alloys during the cooling after the final annealing
be exposed to the influence of a magnetic field, depending on whether the magnetization curves
a steeper or a flatter course depending on the field strength
should have the influence of a longitudinal magnetic field or the influence of a transverse magnetic field.
In this context, longitudinal and transverse are understood to mean the rolling direction or the direction transverse thereto.
The influence of such a magnetic field applied during cooling
is now known per se. But it has surprisingly been found that
by simultaneously using the procedures to achieve an orderly
Fiber structure and the magnetic field cooling the effect on the desired magnetic
Properties are significantly enhanced and these have not been achieved until now
Let perfection increase.
In der Zeichnung sind Ergebnisse für drei verschiedene Legierungszusammensetzungen
graphisch aufgetragen. Die mit a bezeichneten Kurven stellen jeweils die Ergebnisse
von Proben dar, bei denen zur Erzielung einer geordneten Fasertextur ein Reckgrad
von mehr als 9o°/,, Dickenverminderung vor der Schlußglühung angewendet worden ist,
während die mit b bezeichneten Kurven die Ergebnisse von Proben darstellen, die
einem geringeren Reckgrad ausgesetzt waren, wie er früher angewendet wurde. Die
Ziffern x bis 3 geben an, ob bzw. was für einem Magnetfeld die Legierungsproben
während der Abkühlung ausgesetzt worden sind, und zwar sind die Proben mit Index
z ohne Anlegen eines
Magnetfeldes, die Proben mit Index 2 unter
Anlegen eines Längsfeldes und die Proben mit Index 3 unter Anlegen eines Querfeldes
abgekühlt worden. Die Abb. z bezieht sich auf eine binäre Eisen-Nickel-Legierung
mit 40 % Nickel und 6o0/0 Eisen. Die Abb. 2 bezieht sich auf eine binäre Eisen-Nickel-Legierung
mit gleichen Teilen Eisen und Nickel. Die Abb.-3 bezieht sich auf eine Eisen-Nickel-Kobalt-Legierung
mit 45 °/o Nickel, 30 0/0 Eisen und ä5 % Kobalt. Die Legierungsproben sind im übrigen
genau gleich bzw. gemeinsam hergestellt worden. Sie wurden sämtlich aus einem im
Hochfrequenzofen aus technischen reinen Werkstoffen gewonnenen Gußblock durch Schmieden
bzw. Heiß- oder Kaltwalzen mit Zwischenglühungen oberhalb der Rekristallisationstemperatur
auf die Verwendungsdicke von 0,3 mm gebracht. Die Proben der Gruppe b erhielten
dabei als letzten Reckgrad 8o0/" Dickenverminderung, also eine Dickenverminderung;
wie sie bereits an der Grenze des normalen, fürderartige Legierungen gebräuchlichenWalzverfahrens
liegt. Die Proben der Gruppe a wurden im Gegensatz dazu zur Erzielung einer gut
ausgebildeten Faserstruktur einem letzten Kaltreckgrad von 98,5% Dickenverminderung
unterworfen. Sämtliche Proben wurden anschließend einer Schlußglühung bei iioo °
während der Dauer von 2 Stunden im Wasserstoffstrom unterzogen, Der Einfluß der
erfindungsgemäßen Maßnahme wirkt sich bei den verschiedenen Legierungen quantitativ
verschieden stark aus. Es zeigt sich jedoch, daß sich durch gleichzeitige Verwendung
eines hohen Reckgrades zur Erzielung einer geordneten Fasertextur und eines Längsmagnetfeldes
bei der Abkühlung stets ein steilerer und über einen größeren Induktionsbereich
geradlinigerVerlauf der Mägnetisierungskurve ergibt: Andererseits ergibt sich bei
gleichzeitiger Anwendung eines hohen Reckgrades und eines Quermagnetfeldes bei der
Abkühlung ein Verlauf der Magnetisierungskurve, der über einen außerordentlich großen
Feldstärkenbereich geradlinig verläuft. Im einzelnen ist der Verlauf der Magnetisierungskurven
bei der in Abb. 2 dargestellten Legierung, die aus gleichen Teilen Eisen und Nickel
besteht, eiii steilerer als der der Magnetisierungskurven der Legierung nach Abb.
i, die aus q.00/0 Nickel und 6o0/0 Eisen besteht. Will man also z. B. aus gewissen
Gründen einen linearen Verlauf der Magnetisierungskurve über einen möglichst großen
Feldstärkenbereich, so wird man die Legierung nach Abb: i der Legierung nach Abb.
2 vorziehen. Dieser Fall wird stets dann gegeben sein, wenn man die Feldstärke nicht
durch Wahl einer geringen Windungszahl einer Spule beliebig herabsetzen kann. Besteht
jedoch diese Möglichkeit, so daß es bei der Dimensionierung einer Spule lediglich
auf die Induktion ankommt, so wird man die Legierung nach Abb. 2- derjenigen. nach
Abb. i vorziehen, da sich mit dieser derselbe Effekt bei geringerem Materialaufwand
erzielen läßt: Die Abb. 3 zeigt, daß die Anwendung des Verfahrens gemäß der Erfindung
nicht auf binäre Eisen-h?ickel-Legierungen beschränkt ist, sondern auch bei den
als Perminvare bekannten Eisen-Nickel-Kobalt-Legierungen mit Erfolg angewendet werden
kann. Die Verbesserung des steilen Anstiegs durch gleichzeitige Anwendung eines
hohen Reckgrades und eines Längsmagnetfeldes bei der Abkühlung ist zwar hier gegenüber
der Anwendung des Längsmagnetfeldes nicht mehr so erheblich wie bei den binären
Eisen-Nickel-Legierungen, da durch Anwendung eines Magnetfeldes allein bereits eine
sehr steile Kurve erzielt werden kann. Dagegen ist die Verbesserung des linearen
Anstiegs über einen großen Feldstärkenbereich durch gleichzeitige Anwendung eines
hohen Reckgrades und eines Quermagnetfeldes hier außerordentlich groß, und zwar
zeigt die Abb. 3, daß der gleichmäßige Anstieg praktisch bereits beim Ausgangspunkt
beginnt und bis zur Sättigung verläuft. Die Hystereseschleife kehrt, wie aus der
geringen Remanenz von iooo Gauß hervorgeht, fast ebenso linear zurück, wie sie ansteigt.
Eine solche Legierung ist für die Fernmeldetechnik, beispielsweise für Krarupleitungen,
aber auch für Übertrager von größtem Wert, da ein aus ihr gebildeter magnetischer
Körper praktisch oberwellenfrei arbeitet. Man. wird daher eine so behandelte und
so zusammengesetzte Legierung in erster Linie stets dann verwenden, wenn es sich
um Schaltungen handelt, bei denen Oberwellen auch schon geringer Amplitude sich
störend auswirken. Solche Anwendungsgebiete sind z. B. stets dann vorhanden, wenn
mehrere Signalübertragungen unter Verwendung verschiedener Trägerfrequenzen überein
und dieselbe Leitung geschickt werden, da in diesem Falle die Oberwellen des einen
Kanals in den Übertragungsbereich des anderen Kanals fallen und so eine gegenseitige
Störung der beiden Kanäle zur Folge haben können.Results for three different alloy compositions are plotted in the drawing. The curves marked with a represent the results of samples in which a degree of stretching of more than 90 ° / ,, thickness reduction was applied before the final annealing in order to achieve an ordered fiber texture, while the curves marked with b represent the results of samples. which were exposed to a lower degree of stretching, as was previously used. The digits x to 3 indicate whether or what kind of magnetic field the alloy samples were exposed to during cooling, namely the samples with index z without application of a magnetic field, the samples with index 2 with application of a longitudinal field and the samples with Index 3 has been cooled by applying a cross field. Fig. Z refers to a binary iron-nickel alloy with 40% nickel and 6o0 / 0 iron. Fig. 2 refers to a binary iron-nickel alloy with equal parts iron and nickel. Fig. 3 relates to an iron-nickel-cobalt alloy with 45% nickel, 30% iron and 5% cobalt. The alloy samples were otherwise produced in exactly the same way or together. They were all made from a cast block obtained in a high-frequency furnace from technically pure materials by forging or hot or cold rolling with intermediate annealing above the recrystallization temperature to the use thickness of 0.3 mm. The samples in group b received a final degree of stretching of 8o0 / "thickness reduction, that is, a reduction in thickness; this is already at the limit of the normal rolling process used for such alloys All samples were then subjected to a final annealing at 100 ° for 2 hours in a hydrogen stream The simultaneous use of a high degree of stretching to achieve an ordered fiber texture and a longitudinal magnetic field during cooling always results in a steeper and more straight-line course of the magnetization curve over a larger induction range n degree of stretching and a transverse magnetic field during cooling, a course of the magnetization curve which runs in a straight line over an extraordinarily large field strength range. In detail, the course of the magnetization curves in the alloy shown in Fig. 2, which consists of equal parts iron and nickel, is eiii steeper than that of the magnetization curves of the alloy according to Fig. I, which consists of q.00 / 0 nickel and 600/0 Iron is made. So if you want z. B. For certain reasons a linear course of the magnetization curve over the largest possible field strength range, the alloy according to Fig. 1 will be preferred to the alloy according to Fig. 2. This case will always be the case if the field strength cannot be reduced at will by choosing a small number of turns in a coil. However, if there is this possibility, so that when dimensioning a coil only the induction is important, then the alloy according to Fig. 2- will be the one. as shown in Fig. i, since the same effect can be achieved with less material expenditure: Fig. 3 shows that the application of the method according to the invention is not limited to binary iron-hickel alloys, but also to those as Perminvare known iron-nickel-cobalt alloys can be used with success. The improvement of the steep rise through the simultaneous application of a high degree of stretching and a longitudinal magnetic field during cooling is indeed no longer as significant here compared to the application of the longitudinal magnetic field as in the case of the binary iron-nickel alloys, since the application of a magnetic field alone results in a very steep curve can be achieved. On the other hand, the improvement of the linear increase over a large field strength range through the simultaneous application of a high degree of stretching and a transverse magnetic field is extraordinarily large here, namely Fig. 3 shows that the steady increase practically begins at the starting point and continues to saturation. As can be seen from the low remanence of 100 Gauss, the hysteresis loop returns almost as linearly as it increases. Such an alloy is of great value for telecommunications technology, for example for Krarup lines, but also for transformers, since a magnetic body formed from it works practically without harmonic waves. Man. Therefore, an alloy treated and composed in this way will always be used primarily when it is a question of circuits in which harmonics, even of low amplitudes, have a disruptive effect. Such areas of application are e.g. B. always present when several signal transmissions using different carrier frequencies match and the same line are sent, since in this case the harmonics of one channel fall into the transmission range of the other channel and can thus result in mutual interference between the two channels.
Die Anwendung des Erfindungsgedankens ist im übrigen nicht etwa auf
die gewählten Legierungsbeispiele beschränkt. Die ganz verschiedene Zusammensetzung
der Legierungen nach Abb. i und 2 einerseits und nach Abb. 3 andererseits zeigt
vielmehr besonders deutlich, daß das erfindungsgemäße Verfahren bei fast allen ferromagnetischen
Werkstoffen eine erhebliche Beeinflussung der magnetischen Eigenschaften zuläßt.
Welche der bekannten Legierungen für die bestimmten Verwendungszwecke in jedem einzelnen
Fälle gewählt wird, kann dabei von Fall zu Fall durch einen einfach durchzuführenden
Versuch festgestellt werden. Besonders vorteilhaft ist das Verfahren bei allen
den
Legierungen, bei denen sich an sich schon durch Anwendung der bekannten Glühbehandlungen,
d. h. in erster Linie durch Anwendung einer langsamen Abkühlung, ein geradliniger
Verlauf der Magnetisierungskurve über einen bestimmten Feldstärkenbereich erzielen
läßt. Diese Legierungen sind einerseits die binären Eisen-Nickel-Legierungen mit
oder ohne Zusätzen dritter Stoffe in kleineren Mengen (bis etwa io °/o) und andererseits
die Eisen-Nickel-Kobalt-Legierungen, wie sie von Elmen angegeben worden sind.The application of the inventive concept is not about to the rest
the selected alloy examples are limited. The very different composition
the alloys according to fig. i and 2 on the one hand and according to fig. 3 on the other hand
rather, it is particularly clear that the method according to the invention is used in almost all ferromagnetic
Material allows a considerable influence on the magnetic properties.
Which of the known alloys for the specific uses in each one
Cases selected can be carried out on a case-by-case basis by a simple one
Attempt to be determined. The process is particularly advantageous for all of them
the
Alloys in which, by applying the known annealing treatments,
d. H. primarily by applying a slow cool down, a straight one
Achieve the course of the magnetization curve over a certain field strength range
leaves. These alloys are on the one hand the binary iron-nickel alloys with
or without the addition of third substances in smaller quantities (up to about 10%) and on the other hand
the iron-nickel-cobalt alloys as indicated by Elmen.